电熔镁砂制备镁质干式凝聚工艺的研究

电熔镁砂制备镁质干式凝聚工艺的研究

1电熔镁砂/酚醛树脂结合剂用致密材料代替现有的材料是一种新型不定型建筑材料。它以电熔镁砂为主要原料，固体酚醛树脂作结合剂，具有隔热、保温、净化钢水、翻包容易等优点，可以代替传统的镁质涂料及绝热板，使用寿命大幅度提高。2剂和剂的确定选择高档电熔镁砂及高纯烧结镁砂为主要原料，原料的理化指标如表1所示。由于中间包捣打料为完全干性，所以试验中采用的结合剂为固体酚醛树脂。它是一种粉末状结合剂，要求常温下烘烤强度大，容易脱模；在使用过程中不污染钢水，不降低产品高温性能，并且使用该结合剂后，对高温强度有增强作用。3分析与讨论3.1产品常温及中高温中间包干式料的特点之一就是提高施工效率，缩短烘包时间。本次试验选择固体酚醛树脂作结合剂，参照该结合剂的强度指标，选择基本加入量为6%。m为一个加入档次。试验发现：当最大加入量为6%+3m及最小加入量为6%-3m时，产品常温及中高温指标出现明显的差异。加入量为6%+3m时，试块常温强度明显增大，而中高温强度变化不明显，并且显气孔率严重增大，如图1a所示。加入量为6%-3m时，试块常温强度较低，不能满足现场脱模的要求。分析以上现象，认为是因为这种结合剂具有较高的挥发性。加入量增加时，中温阶段挥发量增加，气孔率增加，而且成本也增加；结合剂减少时，结合能力下降，干式料烘烤后的结合强度也就下降，其内部结构如图1b所示。由于结合剂较少，在颗粒边缘出现较大的、结合不好的裂缝。但当结合剂加入量为2m时，产品表现出良好的效果，理化指标见表2。3.2促烧剂的加入量中间包干式料的另一个特点是工作衬材料是在使用过程中由里向外逐步完成烧结的。由于所采用的原料是高耐火度的镁砂材料，烧结性较差，产品强度不高，为了使其在使用过程中达到烧结以免在钢水的作用下产生上浮损坏工作衬，影响使用性能，试验中添加了一定量的促烧剂。促烧剂的加入明显改善了产品高温下的烧结性能（见图2）。由图2看出：当促烧剂加入量增加时，干式料的线收缩、气孔率等均有明显的改变。当最大加入量超过3n后，产品高温烧后线变化明显增大。因此，为了确保干式料的综合性能良好，促烧剂的最佳加入量为3n。因为当促烧剂超过3n时，试样与钢水接触层收缩加剧，且烧结层厚度增加，给翻包带来困难。3.3试样组成分析在干式料使用过程中，渣的侵蚀是影响其使用效果的主要因素，而渣侵蚀往往是由于溶蚀冲刷或沿裂缝进行的。所以，为了使干式料在使用中同时具有烧结和抗侵蚀性能，试验中加入了一定量的外加剂，一方面可以提高耐侵蚀性，另一方面可以促进烧结。此外，为了使工作衬具有更好的热震性能，试验时加入了外加剂D。通过一系列对比试验发现：当结合剂加入量为2m、促烧剂加入量为3n时，用坩埚法测定其耐侵蚀性（钢渣理化指标见表3，试样处理工艺为1550℃×3h），外加剂C的加入量在4c、D的加入量在d时，侵蚀厚度最小，抗侵蚀性能最好。试样受侵蚀后的组成线性分析如图3所示。其中a图是加入外加剂C和D的渣侵蚀成分线性能谱曲线，图中显示钙和铁的氧化物均匀地浸入了试样中，而b图则显示出未加入外加剂C和D的渣中钙、铁氧化物非均匀浸入的能谱曲线。3.4中间干法式料的质量指标通过试验，确定主要原料、配比及各种添加材料的加入量如表4所示，中间包干式料的各项物理指标见表5。由表5看出：干式中间包工作衬的体积密度比较高，线变化适中，中温时的抗折强度完全满足中间包的使用要求。4浇注钢及炉数为了检验干式工作衬的效果，在某钢厂20t电炉配套使用的10t中间包上试用。中间包的具体参数与试验结果如下：中包温度：1530±10℃；浇注钢种：20CrMnTi（品种钢）；浇钢时间：28～30min/炉；浇注时间：48.5h；浇注炉数：99炉；残衬厚度：渣线厚度10～15mm；渣线以下及包底35～40mm；烧结层15～20mm；松散层15～20mm；翻包情况：非常容易。本次试验配合中包快换水口共同使用，使用时间达48.5h，如果按照残衬计算侵蚀速度，估计使用时间应在60h左右。5结合剂中包钢壳5.1由于采用高纯原料，加入特殊的结合剂及外加剂，所研制的干式料完全能够满足高效长寿连铸化浇钢的要求，使用寿命大幅度提高。与镁质涂抹料相比，应用该中间包干式料可使中包钢壳的温度降低30～40℃，这对改善操作环境、减轻劳动强度、降低钢水热量损失及防止钢壳蠕变都具有良好的作用，还可以减少钢水夹杂，净化钢水。5.2以固体粉状酚醛作结合剂的干式料中加入适量的促烧剂、外加剂等，可获得较好的使用性能。与镁质涂料中包工作衬相比